Основы преобразовательной техники.-2

60

Здесь мы подставили m m2 3, т.к. периодичность тока в вентиле мостового выпрямителя равна числу фаз вторичной обмотки. В нашем случае m m2 3.

14. Коэффициент трансформации определяется как

15. Как мы уже говорили, в мостовой схеме подмагничивания нет, а это значит, что ток первичной обмотки будет повторять по форме ток вторичной обмотки, а из этого следует

P1 m1 U1 I1 3 220 2,23 1472 ВА.

P P1 P2 1473 ВА.

14. Коэффициент завышения мощности трансформатора

Pтр 1472 1,23. Pd 1200

Таким образом, использование трансформатора хорошее, его мощность завышена только на 23%.

17. Коэффициент H(A) для расчета пульсаций напряжения на нагрузке найдем по графикам H f (A) при A 0,041, m2 mп 6, x 1.

H(A) 600.

18. Тогда коэффициент пульсаций напряжения на нагрузке определяем по формуле

откуда можно найти емкость С [мкФ] при известном kп1 0,03:

61

19. Среднее значение тока диода

20. Действующее значение тока диода 2 раз меньше тока вторичной обмотки, т.к. через обмотку ток протекает дважды за период, а через вентиль – один раз.

21. Амплитудное значение тока диода, равное амплитудному значению тока вторичной обмотки, нами уже найдено в п.10:

IBm I2m 14,6 А.

22. Максимальное обратное напряжение, прикладываемое к выключенному вентилю:

Uобр.m U2лин.m 3 U2m 3 2 U2 6 98,3 241 В.

23. Потери в одном вентиле можно найти, если выбрать вентиль и аппроксимировать его вольтамперную характеристику.

По расчетным параметрам

Uобр.m 215 В,

IBcp 2 А,

IBm 14,6 А

выбираем вентиль Т112-10-4 класса с параметрами Uдоп 4 100 400 В. Imcp 10 А (при использовании без обдува радиатора можно исполь-

зовать по току примерно на 30%, что близко к нашей загрузке). 24. Вольтамперная характеристика из справочника.

63

Параметры и характеристики конденсатора: номинальное постоянное напряжение – 300 В; емкость одного конденсатора С1=100 мкФ; количество конденсаторов

N C 152 2 шт.; C1 100

28.Амплитуда переменной составляющей на частоте 50 Гц (см. [13]) для C1 100 10 6 Ф, Umд50 20 В.

29.Амплитуда допустимой переменной составляющей на частоте 300 Гц при температуре 50 С

Umд Umд50 k( f )n(T C) 20 0,25 0,8 4 В.

Итак, выбранный конденсатор по допустимым пульсациям не прохо-

дит.

Возможно несколько вариантов решения этой задачи:

2.9.1. Увеличить емкость фильтра до такой степени, чтобы коэффициент пульсаций уменьшился до 0,01, т.е. из п.18

и выберем количество конденсаторов N 5 шт., что даст суммарную емкость 500 10 6 Ф.

29.2. Взять конденсатор меньшей емкости (см. [13]), например, C1 2,2 мкФ, у которого Umд50 70 В,

тогда

N C 152 69 штук. C1 2,2

Umд Umд50 k( f )n(T C) 70 0,25 0,8 14 В.

2.9.3. Выбрать другой тип конденсаторов.

30. Остановим свой выбор на первых двух вариантах. Но при этом надо иметь в виду, что окончательный выбор можно осуществить, если применить какой-либо критерий выбора, например, минимум стоимости, массы или объема.

64

3.6.Задачи по выпрямителям с умножением напряжения (умножителям напряжения)

3.6.1. Рассчитать параметры трансформатора, диодов и конденсаторов в схеме несимметричного умножителя напряжения по следующим исходным данным:

напряжение сети U1 220 В;

напряжение на вторичной обмотке U2 141 В; число ступеней умножения p 8;

сопротивление нагрузки - 100 103 Ом;

коэффициент пульсаций напряжения на нагрузке kп 0,03.

1. Формализуем задачу.

Схема – несимметричный умножитель напряжения с четным числом ступеней умножения;

Rн 100 103 Ом;

U1 220 В;

U2 141 В; p 8;

kп 0,03;

fc 50 Гц.

__________________________________________________________________________________

Uн ,Iн , Рн , kтр , I2 , P2 , I1, P1, Pтр , IВi , IВcp.i , IВ mi , PBi ,

Uобр.mi , Uci , Uci =?

Здесь обозначения приняты такие, как и раньше, индекс i 1,2,3...p в токах и напряжениях вентилей и конденсаторов предполагает, что нужно найти параметры диодов и конденсаторов.

2. Схема несимметричного умножителя напряжения с четным числом ступеней представлена на рис. 3.20.

65

3. Принцип работы схемы.

При отрицательной полярности напряжения на вторичной обмотке (+внизу) открывается диод D1 и конденсатор C1 заряжается до напряжения Ud1 близкого к U2m , при положительной полярности (+вверху) открывается диод D2 и конденсатор C2 заряжается до напряжения U2m UC1 2Ud1, и т.д. В установившемся режиме работы все конденсаторы будут заряжены с полярностью, указанной на схеме, причем

Причем в установившемся режиме работы при положительной полярности напряжения будут включены диоды с четными номерами и будут заряжаться конденсаторы с четными номерами (к которым подключена нагрузка), а конденсаторы с нечетными номерами будут разряжаться токами заряда "четных" конденсаторов.

В отрицательный полупериод будут заряжаться конденсаторы с нечетными номерами, а конденсаторы с четными номерами будут разряжаться током нагрузки и токами заряда "нечетных" конденсаторов.

66

Приведенные выражения показывают, что токи всех вентилей, в пределах принятых допущений, одинаковы и имеют такую же форму, как и ток вентиля в однополупериодном выпрямителе, для которого известна следующая форма записи:

где - угол отсечки.

5. Найдем средние значения токов заряда и разряда конденсаторов с учетом того, что средние значения токов всех вентилей равны между собой, а средний ток заряда конденсаторов равен среднему току разряда (последнее следует из установившегося значения напряжения на конденсаторах):

для конденсатора C8

69

противление трансформатора, приведенное к вторичному напряжению ум-

16. По известному параметру А и зависимости B f (A) определяем

коэффициент фазной ЭДС

B(A) 0,725

и рассчитываем напряжение на нагрузке по выражению

17. Ток нагрузки уточненный

Видно, что ток практически не отличается от найденного ранее.